JPWO2016047726A1 - 照明装置および表示装置 - Google Patents
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Abstract
光源として複数の発光素子を用いた場合でも、光の利用効率の低下を抑制しつつ、光線の角度成分の均一性を高めることのできる照明装置、および該照明装置を備えた表示装置を提供すること。照明装置では、複数の発光素子の各々から出射された光は、複数の第1レンズの各々を透過した後、第2レンズを透過する。そして、第2レンズから出射された光は、第1光学素子6および第2光学素子7を透過して照明光として出射される。第1光学素子6では、第1方向Yにおいて連続して延在する第1凸曲面61および第1凹曲面62が第2方向Xにおいて交互に連続して複数形成されている。第2光学素子7では、第2方向Xにおいて連続して延在する第2凸曲面71および第2凹曲面72が第1方向Yにおいて交互に連続して複数形成されている。
Description
本発明は、光源として複数の発光素子を用いた照明装置、および該照明装置を備えた表示装置に関するものである。
ヘッドアップディスプレイ等に用いる照明装置としては、図4(a)、(b)に第1方向Yおよび第2方向Xからみた様子を示すように、発光ダイオード(LED)等の発光素子31を用いることが提案されている。その場合、複数の発光素子31の各々に対して一対一の関係をもって、正のパワーを有する複数の第1レンズ4を設けるとともに、複数の第1レンズ4の各々から出射された光が入射する第2レンズ5を設ける。ここで、照明装置には、2種類の光の均一性が求められる。2つの均一性の一つは空間的な均一性であり、液晶装置等の光変調装置9の全面が均一に照明されなければならないことを意味する。もう一つは角度的な均一性である。すなわち、光変調装置9を照明する光の角度成分にムラがあると、例えば、光変調装置の正面では明るくても、少し顔をずらすと極端に暗くなる、などの現象が発生してしまう。光源として発光素子31を用いた場合でも、前者の均一性については、第1レンズ4および第2レンズ5によって達成できるが、光源として発光素子31を用いた場合、発光素子31が離間的に配置されることから、図4(c)に示すように、後者の均一性を得ることが困難である。図4(c)には、第2レンズ5から出射された照明光の装置光軸L近傍での±19°の角度範囲における各角度方向の光強度のシミュレーション結果を示してあり、灰色部分Aが最も光強度が高く、次に白色部分Bの光強度が高く、黒色部分Cが最も光強度が低い。図4(c)から、正面(装置光軸L方向、角度が0°方向)では光強度が低いが、角度が8°程度斜めになると、光強度が増加し、角度が15°を過ぎた付近から光強度が低下し、角度が19°付近ではまた光強度が増加する。一方、一部の第1レンズを傾けて配置する等の技術も提案されている(特許文献1参照)。
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、図4(c)に示す均一性の問題を十分に解消することが困難である。一方、光の角度成分のムラを解消する技術としては、拡散板や拡散シートを設ける方法があるが、このような光学素子を用いた場合には、光強度の低下が大であるため、ヘッドアップディスプレイ等に用いる照明装置への適用は困難である。
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、光源として複数の発光素子を用いた場合でも、光の利用効率の低下を抑制しつつ、光線の角度成分の均一性を高めることのできる照明装置、および該照明装置を備えた表示装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明に係る照明装置は、複数の発光素子と、正のパワーを有し、前記複数の発光素子の各々に一対一の関係をもって配置された複数の第1レンズと、正のパワーを有し、前記複数の第1レンズの各々から出射された光が入射する第2レンズと、を有し、前記第2レンズからの光出射側には、透光性の第1光学素子と、透光性の第2光学素子と、が設けられ、前記第1光学素子では、装置光軸に直交する第1方向において連続して延在する第1凸曲面および第1凹曲面が、前記装置光軸および前記第1方向に直交する第2方向において交互に連続して複数形成され、前記第2光学素子では、前記第2方向において連続して延在する第2凸曲面および第2凹曲面が、前記第1方向において交互に連続して複数形成されていることを特徴とする。
本発明では、複数の発光素子の各々から出射された光は、第1レンズを透過した後、第2レンズを透過する。そして、第2レンズから出射された光は、第1光学素子および第2光学素子を透過して照明光として出射される。ここで、第1光学素子では、第1方向において連続して延在する第1凸曲面および第1凹曲面が第2方向において交互に連続して複数形成され、第2光学素子では、第2方向において連続して延在する第2凸曲面および第2凹曲面が第1方向において交互に連続して複数形成されているため、照明光において、光線の角度成分の均一性を高めることができる。また、第1光学素子および第2光学素子では、屈折性を利用して光線の方向を変えるため、光量の低下を抑制することができ、光の利用効率を高めることができる。
本発明において、前記第1レンズおよび前記第2レンズは、光出射面が凸曲面になっていることが好ましい。かかる構成によれば、第1レンズおよび第2レンズの光入射面を曲率半径の小さな凸曲面とする必要がない。従って、第1レンズおよび第2レンズに発散光が入射する場合に適している。
本発明において、前記第1光学素子における前記第1凸曲面および前記第1凹曲面の振幅をaとし、前記第1光学素子における前記第1凸曲面および前記第1凹曲面の周期をbとしたとき、および、前記第2光学素子における前記第2凸曲面および前記第2凹曲面の振幅をaとし、前記第2光学素子における前記第2凸曲面および前記第2凹曲面の周期をbとしたとき、振幅aおよび周期bは、以下の式
0.1≦a/b≦1.0
を満たすことが好ましい。
0.1≦a/b≦1.0
を満たすことが好ましい。
本発明において、前記第1光学素子における前記第1凸曲面および前記第1凹曲面の振幅、および前記第2光学素子における前記第2凸曲面および前記第2凹曲面の振幅は、10μmから50μmであることが好ましい。また、前記第1光学素子における前記第1凸曲面および前記第1凹曲面の周期、および前記第2光学素子における前記第2凸曲面および前記第2凹曲面の周期は、50μmから100μmであることが好ましい。かかる構成によれば、第1光学素子における第1凸曲面および第1凹曲面の振幅、および第2光学素子における第2凸曲面および第2凹曲面の振幅を適正な大きさとすることができる。
本発明において、前記第1光学素子および前記第2光学素子に対する光入射領域は、前記第1方向と前記第2方向とにおいて長さが相違し、前記第1光学素子における前記第1凸曲面および前記第1凹曲面の振幅と、前記第2光学素子における前記第2凸曲面および前記第2凹曲面の振幅とが相違し、前記第1光学素子における前記第1凸曲面および前記第1凹曲面の周期と、前記第2光学素子における前記第2凸曲面および前記第2凹曲面の周期とが相違していることが好ましい。
本発明において、前記光入射領域は、前記第2方向の長さが前記第1方向の長さより長く、前記第1光学素子における前記第1凸曲面および前記第1凹曲面の振幅は、前記第2光学素子における前記第2凸曲面および前記第2凹曲面の振幅より大であり、前記第1光学素子における前記第1凸曲面および前記第1凹曲面の周期は、前記第2光学素子における前記第2凸曲面および前記第2凹曲面の周期より長いことが好ましい。
本発明において、前記複数の発光素子は、前記第2方向に配列されている数が前記第1方向に配置されている数より多いことが好ましい。
本発明において、前記第1光学素子は、平板状あるいはシート状の第1透光部材の一方面に形成され、前記第2光学素子は、平板状あるいはシート状の第2透光部材の一方面に形成されている構成を採用することができる。
この場合、前記第1透光部材の他方面と前記第2透光部材の他方面とが対向していることが好ましい。かかる構成によれば、第1光学素子と第2光学素子とを接近して配置することができる。
本発明において、前記第1光学素子および前記第2光学素子の一方は、前記第2レンズの光出射面に形成されている構成を採用してもよい。
本発明に係る照明装置は、表示装置に用いることができ、この場合、表示装置は、本発明に係る照明装置と、該照明装置から出射された照明光を変調する光変調装置とを有している。
本発明において、前記第1光学素子が平板状あるいはシート状の第1透光部材の一方面に形成され、前記第2光学素子が平板状あるいはシート状の第2透光部材の一方面に形成されている場合、前記複数の発光素子から前記光変調装置に到る光路の距離は、前記複数の発光素子が配置されている領域の最大長より大であり、前記第1光学素子および前記第2光学素子は、前記光路において前記第2レンズより前記光変調装置に近い位置に設けられていることが好ましい。
本発明では、複数の発光素子の各々から出射された光は、第1レンズを透過した後、第2レンズを透過する。そして、第2レンズから出射された光は、第1光学素子および第2光学素子を透過して照明光として出射される。ここで、第1光学素子では、第1方向において連続して延在する第1凸曲面および第1凹曲面が第2方向において交互に連続して複数形成され、第2光学素子では、第2方向において連続して延在する第2凸曲面および第2凹曲面が第1方向において交互に連続して複数形成されているため、照明光において、光線の角度成分の均一性を高めることができる。また、第1光学素子および第2光学素子では、屈折性を利用して光線の方向を変えるため、光量の低下を抑制することができ、光の利用効率を高めることができる。
図面を参照して、本発明を適用した照明装置および表示装置を説明する。なお、以下の説明では、装置光軸Lに直交する第1方向Yについては、表示される画像の縦方向に対応し、装置光軸Lおよび第1方向Yに直交する第2方向Xについては、表示される画像の横方向に対応しているものとする。また、図面において、第1光学素子および第2光学素子の凹凸については、その形状等が分かりやすいように、凹凸の数を減らして拡大して示してある。また、以下の説明では、図4を参照して説明した構成との対応が分かりやすいように、対応する部材には同一の符号を付して説明する。
(全体構成)
図1は、本発明を適用した照明装置2および表示装置1における各部材の位置関係を示す説明図である。図2は、本発明を適用した照明装置2および表示装置1における照明光の説明図であり、図2(a)、(b)、(c)は、照明装置2を第1方向Yからみたときの説明図、照明装置2を第2方向Xからみたときの説明図、および照明光の装置光軸L近傍での±19°の角度範囲における各角度方向の光強度のシミュレーション結果を示す説明図である。
図1は、本発明を適用した照明装置2および表示装置1における各部材の位置関係を示す説明図である。図2は、本発明を適用した照明装置2および表示装置1における照明光の説明図であり、図2(a)、(b)、(c)は、照明装置2を第1方向Yからみたときの説明図、照明装置2を第2方向Xからみたときの説明図、および照明光の装置光軸L近傍での±19°の角度範囲における各角度方向の光強度のシミュレーション結果を示す説明図である。
図1に示す表示装置1は、ヘッドアップディスプレイ等の投射型表示装置であって、照明装置2と、照明装置2から出射された照明光を変調して出射する光変調装置9とを有している。本形態において、光変調装置9は、透過型液晶装置であって、液晶パネルと、液晶パネルの両面に重ねて配置された偏光板等とを備えている。
図1および図2(a)、(b)に示すように、照明装置2は、複数の発光素子31と、複数の発光素子31の各々に一対一の関係をもって配置された複数の第1レンズ4と、複数の第1レンズ4の各々から出射された光が入射する第2レンズ5とを有している。また、照明装置2は、後述するように、第2レンズ5からの光出射側に、透光性の第1光学素子6と、透光性の第2光学素子7とを有している。
本形態において、複数の発光素子31は、白色光を出射する発光ダイオードであり、例えば、共通の配線基板32に実装されている。かかる発光素子31は発散光を出射する。本形態において、発光素子31はチップ型の発光ダイオードであり、出射光の発散角が大である。
複数の第1レンズ4はいずれも、同一のレンズであり、正のパワーを有している。本形態において、第1レンズ4は、光出射面が凸曲面になっている。このため、第1レンズ4の光入射面を曲率半径の小さな凸曲面とする必要がない。本形態において、第1レンズ4の光入射面は、装置光軸Lに直交する平面になっている。
第2レンズ5は、正のパワーを有している。本形態において、第2レンズ5は、光出射面が凸曲面になっている。このため、第2レンズ5の光入射面を曲率半径の小さな凸曲面とする必要がない。本形態において、第2レンズ5の光入射面は、光出射面より曲率半径の大きな凸曲面になっている。
ここで、照明光の照射領域(光変調装置9の表示領域)は、第2方向X(横方向)が第1方向Y(縦方向)より大の矩形形状になっている。このため、複数の発光素子31は、第2方向Xにおいて直線的に1列に配置されており、複数の発光素子31は、第2方向Xに配列されている数が第1方向Yに配置されている数より多い。従って、複数の発光素子31が配置されている領域を装置光軸Lに沿う方向からみたときの寸法は、第1方向Y(縦方向)より第2方向X(横方向)において長い。かかる発光素子31のレイアウトに対応して、第1レンズ4も第2方向Xにおいて直線的に1列に配置されている。また、第2レンズ5は、第2方向Xのサイズが第1方向Yのサイズより大である。
このように構成した照明装置2では、複数の発光素子31から出射された光(光源光)は、第1レンズ4を透過した後、第2レンズ5を透過し、その後、第1光学素子6および第2光学素子7を透過して光変調装置9に照射される。従って、光変調装置9は、入射した照明光を画素毎に変調し、画像を投射する。その際、1つの発光素子31から第1レンズ4を介して出射された光は、第2レンズ5を透過した後、他の発光素子31から第1レンズ4を介して出射された光と同一の領域に照射される。なお、カラー画像を投射する場合、光変調装置9に用いた液晶パネルでは、各画素毎に所定のカラーフィルタが設けられる。
(第1光学素子6および第2光学素子7の構成)
図3は、本発明を適用した照明装置2に用いた第1光学素子6および第2光学素子7の説明図である。なお、図3では、第2光学素子7の第2凸曲面71の頂部の位置や延在方方向が分かりやすいように、頂部に一点鎖線を付してある。
図3は、本発明を適用した照明装置2に用いた第1光学素子6および第2光学素子7の説明図である。なお、図3では、第2光学素子7の第2凸曲面71の頂部の位置や延在方方向が分かりやすいように、頂部に一点鎖線を付してある。
図1および図2(a)、(b)に示すように、本形態の照明装置2では、第2レンズ5から光変調装置9に向かう光路の途中位置に第1光学素子6が配置され、第1光学素子6と光変調装置9との間(第1光学素子6に対して第2レンズ5とは反対側)に第2光学素子7が配置されている。
図3に示すように、第1光学素子6では、第1方向Yにおいて連続して延在する第1凸曲面61および第1凹曲面62が第2方向Xにおいて一定の間隔で交互に連続して複数形成されている。従って、第1凸曲面61および第1凹曲面62によって構成される素子面は、プリズムシートと違って、尖った頂部や段部等の不連続部を有しない正弦波形状または略正弦波形状の断面を有している。ここで、第1光学素子6における第1凸曲面61および第1凹曲面62は、振幅a6をもって周期b6で形成されている。
これに対して、第2光学素子7では、第2方向Xにおいて連続して延在する第2凸曲面71およびが第1方向Yにおいて一定の間隔で交互に連続して複数形成されている。従って、第2凸曲面71および第2凹曲面72によって構成される素子面は、プリズムシートと違って、尖った頂部や段部等の不連続部を有しない正弦波形状または略正弦波形状の断面を有している。ここで、第2光学素子7における第2凸曲面71および第2凹曲面72は、振幅a7をもって周期b7で形成されている。
このように構成した第1光学素子6では、入射光を第2方向Xに拡散させるパワーを有する一方、第1方向Yでは、かかるパワーを有しない。これに対して、第2光学素子7では、入射光を第1方向Yに拡散させるパワーを有する一方、第2方向Xでは、かかるパワーを有しない。このため、第1光学素子6および第2光学素子7を透過した光は、第1方向Yおよび第2方向Xに拡散するため、照明光において、光線の角度成分の均一性を高めることができる。例えば、図2(c)に、照明光の装置光軸L近傍での±19°の角度範囲での各角度方向の光強度のシミュレーション結果を示すように、発光素子31を第2方向Xで離散的に配置した場合でも、正面(装置光軸L方向、角度が0°方向)から角度をつける(斜めに向かう)に従って光強度がなだらかに低下する。すなわち、中央部分である灰色部分Aが最も光強度が高いが、角度をつけるのに従って灰色部分Aの光強度の次に光強度が高い白色部分Bになだらかに変わっていく。なお、白色部分Bを囲む黒色部分Cが最も光強度が低い。従って、照明光における光線の角度成分の均一性を高めることができる。
再び図3において、本形態において、第1光学素子6は、平板状あるいはシート状の第1透光部材60の一方面60aに形成され、第2光学素子7は、平板状あるいはシート状の第2透光部材70の一方面70aに形成されている。また、第1透光部材60および第2透光部材70は、第1光学素子6が形成されている一方面60aとは反対側の他方面60bと、第2光学素子7が形成されている一方面70aとは反対側の他方面70bとが対向するように配置されている。本形態において、第1透光部材60の他方面60bと第2透光部材70の他方面70bとが重なるように配置されている。このため、第1光学素子6と第2光学素子7とを接近して配置することができる。また、第1光学素子6と第2光学素子7の位置配置を容易に行うことができる。
また、発光素子31から光変調装置9に到る光路の距離は、複数の発光素子31が配置されている領域を装置光軸Lに沿う方向からみたときの最大長より大であり、第1光学素子6および第2光学素子7は、照明光の光路において第2レンズ5より光変調装置9に近い位置に設けられている。このため、第1光学素子6と第2光学素子7とを接近して配置することができるので、第1光学素子6による拡散と、第2光学素子7による拡散とを適正に組み合わせることができる。
ここで、第1光学素子6および第2光学素子7への照明光の入射領域は、第1方向(Y方向)の長さと第2方向(X方向)の長さとが相違している。従って、第1光学素子6における第1凸曲面61および第1凹曲面62の振幅a6と、第2光学素子7における第2凸曲面71および第2凹曲面72の振幅a7とが相違している。また、第1光学素子6における第1凸曲面61および第1凹曲面62の周期b6と、第2光学素子7における第2凸曲面71および第2凹曲面72の周期b7とが相違している。
本形態では、第1光学素子6および第2光学素子7への照明光の入射領域は、第2方向X(横方向)が第1方向Y(縦方向)より大の矩形形状になっている。このため、第1光学素子6における第1凸曲面61および第1凹曲面62の振幅a6は、第2光学素子7における第2凸曲面71および第2凹曲面72の振幅a7より大に設定されている。また、第1光学素子6における第1凸曲面61および第1凹曲面62の周期b6は、第2光学素子7における第2凸曲面71および第2凹曲面72の周期b7より長く設定されている。
このように構成した場合において、振幅をaとし、周期をbとしたとき、第1光学素子6における第1凸曲面61および第1凹曲面62の振幅a6と周期b6の関係、および、第1光学素子7における第1凸曲面71および第1凹曲面72の振幅a7と周期b7の関係は以下の式
0.1≦a/b≦1.0・・条件式(1)
を満たす設定としている。このため、第1光学素子6における第1凸曲面61および第1凹曲面62の振幅a6と周期b6、および、第2光学素子7における第2凸曲面71および第2凹曲面72の振幅a7と周期b7を適正な大きさとすることができ、光の利用効率の低下を抑制することができる。
0.1≦a/b≦1.0・・条件式(1)
を満たす設定としている。このため、第1光学素子6における第1凸曲面61および第1凹曲面62の振幅a6と周期b6、および、第2光学素子7における第2凸曲面71および第2凹曲面72の振幅a7と周期b7を適正な大きさとすることができ、光の利用効率の低下を抑制することができる。
詳しく説明すると本形態では、第1光学素子6における第1凸曲面61および第1凹曲面62の振幅a6、および第2光学素子7における第2凸曲面71および第2凹曲面72の振幅a7はいずれも、10μmから50μmである。また、第1光学素子6における第1凸曲面61および第1凹曲面62の周期b6、および第2光学素子7における第2凸曲面71および第2凹曲面72の周期b7はいずれも、50μmから100μmである。つまり、周期b6および周期b7を100μm以下とすることで、周期b6および周期b7を液晶パネルの画素サイズよりも十分に小さくすることができる。そのため、照明光において、光線の角度成分の均一性を高めることができる。また、周期b6および周期b7を50μm以上とすることで、周期b6および周期b7を光の波長域よりも十分に大きくすることができる。そのため、光の分散を防止することができる。また、振幅a6および振幅a7を50μm以下とすることで、光の拡散角が過度に広がらない。そのため、光の利用効率の低下を抑制することができる。
(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態の照明装置2では、複数の発光素子31の各々から出射された光は、第1レンズ4を透過した後、第2レンズ5を透過する。そして、第2レンズ5から出射された光は、第1光学素子6および第2光学素子7を透過して照明光として出射される。ここで、1つの発光素子31から第1レンズ4を介して出射された光は、第2レンズ5を透過した後、他の発光素子31から第1レンズ4を介して出射された光と同一の領域に照射される。このため、照明光は、光変調装置9の画像表示領域を均一に照射される。また、第1光学素子6では、第1方向Yにおいて連続して延在する第1凸曲面61および第1凹曲面62が第2方向Xにおいて交互に連続して複数形成され、第2光学素子7では、第2方向Xにおいて連続して延在する第2凸曲面71および第2凹曲面72が第1方向Yにおいて交互に連続して複数形成されている。従って、照明光において、光線の角度成分の均一性を高めることができる。また、第1光学素子6および第2光学素子7では、屈折性を利用して光線の方向を変えるため、拡散板を用いた場合と違って、光量の低下を抑制することができ、光の利用効率の低下を抑制することができる。
以上説明したように、本形態の照明装置2では、複数の発光素子31の各々から出射された光は、第1レンズ4を透過した後、第2レンズ5を透過する。そして、第2レンズ5から出射された光は、第1光学素子6および第2光学素子7を透過して照明光として出射される。ここで、1つの発光素子31から第1レンズ4を介して出射された光は、第2レンズ5を透過した後、他の発光素子31から第1レンズ4を介して出射された光と同一の領域に照射される。このため、照明光は、光変調装置9の画像表示領域を均一に照射される。また、第1光学素子6では、第1方向Yにおいて連続して延在する第1凸曲面61および第1凹曲面62が第2方向Xにおいて交互に連続して複数形成され、第2光学素子7では、第2方向Xにおいて連続して延在する第2凸曲面71および第2凹曲面72が第1方向Yにおいて交互に連続して複数形成されている。従って、照明光において、光線の角度成分の均一性を高めることができる。また、第1光学素子6および第2光学素子7では、屈折性を利用して光線の方向を変えるため、拡散板を用いた場合と違って、光量の低下を抑制することができ、光の利用効率の低下を抑制することができる。
また、第1レンズ4および第2レンズ5は、光出射面が凸曲面になっている。このため、第1レンズ4および第2レンズ5の光入射面を曲率半径の小さな凸曲面とする必要がない。従って、第1レンズ4および第2レンズ5に発散光が入射する場合に適している。
[他の実施の形態]
上記実施の形態では、第1光学素子6は、平板状あるいはシート状の第1透光部材60の一方面60aに形成され、第2光学素子7は、平板状あるいはシート状の第2透光部材70の一方面70aに形成されていたが、第1光学素子6および第2光学素子7の一方が第2レンズ5の光出射面に形成されている構成を採用してもよい。また、第1光学素子6および第2光学素子7の一方が光変調装置9の光入射面に形成されている構成を採用してもよい。
上記実施の形態では、第1光学素子6は、平板状あるいはシート状の第1透光部材60の一方面60aに形成され、第2光学素子7は、平板状あるいはシート状の第2透光部材70の一方面70aに形成されていたが、第1光学素子6および第2光学素子7の一方が第2レンズ5の光出射面に形成されている構成を採用してもよい。また、第1光学素子6および第2光学素子7の一方が光変調装置9の光入射面に形成されている構成を採用してもよい。
上記実施の形態では、第2光学素子7が第1光学素子6に対して第2レンズ5とは反対側に配置されていたが、第1光学素子6が第2光学素子7に対して第2レンズ5とは反対側に配置されていてもよい。
上記実施の形態では、ヘッドアップディスプレイとして構成された表示装置1に用いる照明装置2を例示したが、他の表示装置に用いる照明装置2に本発明を適用してもよい。また、上記実施の形態では、光変調装置9として透過型液晶装置を用いた場合を例示したが、反射型液晶相違等の他の光変調装置を用いた表示装置に用いる照明装置2に本発明を適用してもよい。
1・・表示装置、2・・照明装置、4・・第1レンズ、5・・第2レンズ、6・・第1光学素子、7・・第2光学素子、9・・光変調装置、31・・発光素子、32・・配線基板、60・・第1透光部材、60a・・第1透光部材の一方面、60b・・第1透光部材の他方面、61・・第1凸曲面、62・・第1凹曲面、70・・第2透光部材、70a・・第2透光部材の一方面、70b・・第2透光部材の他方面、71・・第2凸曲面、72・・第2凹曲面、a6、a7・・振幅、b6、b7・・周期、L・・装置光軸、X・・第2方向、Y・・第1方向
Claims (13)
- 複数の発光素子と、
正のパワーを有し、前記複数の発光素子の各々に一対一の関係をもって配置された複数の第1レンズと、
正のパワーを有し、前記複数の第1レンズの各々から出射された光が入射する第2レンズと、
を有し、
前記第2レンズからの光出射側には、透光性の第1光学素子と、透光性の第2光学素子と、が設けられ、
前記第1光学素子では、装置光軸に直交する第1方向において連続して延在する第1凸曲面および第1凹曲面が、前記装置光軸および前記第1方向に直交する第2方向において交互に連続して複数形成され、
前記第2光学素子では、前記第2方向において連続して延在する第2凸曲面および第2凹曲面が、前記第1方向において交互に連続して複数形成されていることを特徴とする照明装置。 - 前記第1レンズおよび前記第2レンズは、光出射面が凸曲面になっていることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
- 前記第1光学素子における前記第1凸曲面および前記第1凹曲面の振幅をaとし、前記第1光学素子における前記第1凸曲面および前記第1凹曲面の周期をbとしたとき、および、前記第2光学素子における前記第2凸曲面および前記第2凹曲面の振幅をaとし、前記第2光学素子における前記第2凸曲面および前記第2凹曲面の周期をbとしたとき、振幅aおよび周期bは、以下の式
0.1≦a/b≦1.0
を満たすことを特徴とする請求項1に記載の照明装置。 - 前記第1光学素子における前記第1凸曲面および前記第1凹曲面の振幅、および前記第2光学素子における前記第2凸曲面および前記第2凹曲面の振幅は、10μmから50μmであることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
- 前記第1光学素子における前記第1凸曲面および前記第1凹曲面の周期、および前記第2光学素子における前記第2凸曲面および前記第2凹曲面の周期は、50μmから100μmであることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
- 前記第1光学素子および前記第2光学素子に対する光入射領域は、前記第1方向と前記第2方向とにおいて長さが相違し、
前記第1光学素子における前記第1凸曲面および前記第1凹曲面の振幅と、前記第2光学素子における前記第2凸曲面および前記第2凹曲面の振幅とが相違し、
前記第1光学素子における前記第1凸曲面および前記第1凹曲面の周期と、前記第2光学素子における前記第2凸曲面および前記第2凹曲面の周期とが相違していることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。 - 前記光入射領域は、前記第2方向の長さが前記第1方向の長さより長く、
前記第1光学素子における前記第1凸曲面および前記第1凹曲面の振幅は、前記第2光学素子における前記第2凸曲面および前記第2凹曲面の振幅より大であり、
前記第1光学素子における前記第1凸曲面および前記第1凹曲面の周期は、前記第2光学素子における前記第2凸曲面および前記第2凹曲面の周期より長いことを特徴とする請求項6に記載の照明装置。 - 前記複数の発光素子は、前記第2方向に配列されている数が前記第1方向に配置されている数より多いことを特徴とする請求項6に記載の照明装置。
- 前記第1光学素子は、平板状あるいはシート状の第1透光部材の一方面に形成され、
前記第2光学素子は、平板状あるいはシート状の第2透光部材の一方面に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。 - 前記第1透光部材の他方面と前記第2透光部材の他方面とが対向していることを特徴とする請求項9に記載の照明装置。
- 前記第1光学素子および前記第2光学素子の一方は、前記第2レンズの光出射面に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
- 請求項1乃至11の何れか一項に記載の照明装置と、該照明装置から出射された照明光を変調する光変調装置と、を有することを特徴とする表示装置。
- 請求項9または10に記載の照明装置と、該照明装置から出射された照明光を変調する光変調装置と、を有する表示装置であって、
前記複数の発光素子から前記光変調装置に到る光路の距離は、前記複数の発光素子が配置されている領域の最大長より大であり、
前記第1光学素子および前記第2光学素子は、前記光路において前記第2レンズより前記光変調装置に近い位置に設けられていることを特徴とする表示装置。
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